在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自德國(guó)慕尼黑理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)我們的大腦主動(dòng)地從血液中獲取葡萄糖。至此之前，全世界各地的科學(xué)家們認(rèn)為這完全是一種被動(dòng)過(guò)程。在這項(xiàng)新的研究中，他們報(bào)道將血液中的葡萄糖（即血糖）轉(zhuǎn)運(yùn)到大腦內(nèi)受到所謂的對(duì)胰島素或瘦蛋白（leptin）等激素作出反應(yīng)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的調(diào)節(jié)，而在此之前，人們認(rèn)為這種情形只可能是針對(duì)神經(jīng)元的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年8月11日那期Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability”。
肥胖發(fā)病率的不斷增加和與肥胖相關(guān)聯(lián)的2型糖尿病擴(kuò)散代表著我們社會(huì)所面臨的重大挑戰(zhàn)。目前還沒有既安全而又有效的藥物來(lái)預(yù)防或阻止這種疾病的發(fā)展。不能開發(fā)出足夠好的療法被認(rèn)為主要是源自一個(gè)事實(shí)：控制全身代謝的分子機(jī)制仍然在很大程度上是未知的。
代謝控制：為大腦提供葡萄糖
論文通信作者、慕尼黑理工大學(xué)代謝病主席Matthias Tschp正在研究大腦中的控制中心如何遠(yuǎn)程控制我們體內(nèi)的代謝以便最佳地加以調(diào)整來(lái)適應(yīng)我們的環(huán)境。在人體所有器官中，大腦是消耗葡萄糖最高的器官，而且也控制著饑餓感等感覺。
論文第一作者、德國(guó)亥姆霍茲糖尿病中心神經(jīng)生物學(xué)家Cristina García-Cáceres博士說(shuō)，“我們因此猜測(cè)給大腦提供充足葡萄糖的過(guò)程是不可能完全隨機(jī)的。我們被神經(jīng)細(xì)胞似乎不能夠控制這個(gè)過(guò)程的事實(shí)所誤導(dǎo)，因而首先想到的就是它是被動(dòng)發(fā)生的。隨后，我們想到星形膠質(zhì)細(xì)胞等神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可能參與將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到大腦中，其中星形膠質(zhì)細(xì)胞長(zhǎng)期以來(lái)被誤解為并不那么重要的'支持細(xì)胞’。”
因此，研究人員首先研究了星形膠質(zhì)細(xì)胞表面上的胰島素受體的活性，以及這種受體對(duì)胰島素作出反應(yīng)從而影響細(xì)胞代謝的分子結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)如果這種受體在某些星形膠質(zhì)細(xì)胞表面上缺失的話，那么結(jié)果就是控制食物攝取的神經(jīng)元---POMC神經(jīng)元（proopiomelanocortin neuron）---并不那么活躍。
與此同時(shí)，在正電子發(fā)射斷層成像等先進(jìn)成像技術(shù)的幫助下，研究人員能夠證實(shí)胰島素和瘦蛋白等激素好比如一種葡萄糖開關(guān)，特異性地在星形膠質(zhì)細(xì)胞表面上發(fā)揮作用，從而調(diào)節(jié)大腦對(duì)葡萄糖的攝入。如果沒有胰島素受體，星形膠質(zhì)細(xì)胞就不能高效地將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到大腦內(nèi)，特別是位于海馬體的飽腹中樞（satiety center）區(qū)域。
顛覆性的觀念改變
Matthias Tschp解釋道，“我們的結(jié)果首次證實(shí)至關(guān)重要的代謝過(guò)程和行為過(guò)程并不是單獨(dú)受到神經(jīng)元的調(diào)節(jié)，而且大腦中的其他細(xì)胞類型，如星形膠質(zhì)細(xì)胞，也在其中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。這代表著一種顛覆性的觀念轉(zhuǎn)變，可能有助解釋迄今為止開發(fā)高效而又安全地治療肥胖和糖尿病的藥物是如此困難。”
根據(jù)研究人員的說(shuō)法，如今，在開展大量新的研究中，科學(xué)家們將有必要調(diào)整這種古老的觀念：對(duì)食物攝入和代謝的控制完全是由神經(jīng)元控制的，這是因?yàn)樾切文z質(zhì)細(xì)胞，甚至很可能大腦中的免疫細(xì)胞，也在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。一旦更好地理解這些不同細(xì)胞之間的相互作用，人們就想發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)多種細(xì)胞表面上分子途徑的方法和物質(zhì)來(lái)控制大腦對(duì)葡萄糖成癮和最終為不斷增加的肥胖和糖尿病患者提供更好的療法。García-Cáceres聲稱，“我們面前還有大量研究需要開展，但是至少就目前而言，我們更好地了解在何處開展研究?！?br>
原始出處：Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability
每日最新科研資訊，請(qǐng)下載生物谷APP
聯(lián)系客服
